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Schwermetalle in der Wissenschaft – Definition und Beispiele

In der Wissenschaft ist ein Schwermetall ein metallisches Element, das toxisch ist und eine hohe Dichte. ein spezifisches Gewicht oder ein Atomgewicht aufweist. Der Begriff bedeutet jedoch etwas anderes im allgemeinen Gebrauch und bezieht sich auf jedes Metall, das Gesundheitsprobleme oder Umweltschäden verursachen kann.

 

Beispiele für Schwermetalle

Beispiele für Schwermetalle sind Blei, Quecksilber und Cadmium. Seltener kann jedes Metall mit einer möglichen negativen Auswirkung auf die Gesundheit oder auf die Umwelt als Schwermetall bezeichnet werden, wie Kobalt, Chrom, Lithium und sogar Eisen.

 

Streit um „Heavy Metal“ Begriff

Nach Angaben der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie oder IUPAC kann der Begriff „Schwermetall“ ein “ bedeutungsloser Begriff. sein, da es keine standardisierte Definition für ein Schwermetall gibt. Einige Leichtmetalle oder Metalloide sind toxisch, andere Metalle mit hoher Dichte nicht. Beispielsweise wird Cadmium im Allgemeinen als Schwermetall mit einer Ordnungszahl von 48 und einem spezifischen Gewicht von 8,65 angesehen, während Gold typischerweise nicht toxisch ist, obwohl es eine Ordnungszahl von 79 und ein spezifisches Gewicht von 18,88 aufweist. Für ein gegebenes Metall variiert die Toxizität stark in Abhängigkeit von der Allotrop- oder Oxidationsstufe des Metalls. Sechswertiges Chrom ist tödlich; dreiwertiges Chrom ist in vielen Organismen, einschließlich des Menschen, ernährungsphysiologisch bedeutsam.

Bestimmte Metalle wie Kupfer, Kobalt, Chrom, Eisen, Zink, Mangan, Magnesium, Selen und Molyben können möglicherweise dicht und / oder toxisch sein, benötigen jedoch Mikronährstoffe für Menschen oder andere Organismen. Die essentiellen Schwermetalle können benötigt werden, um Schlüsselenzyme zu unterstützen, als Cofaktoren zu wirken oder bei Oxidations-Reduktions-Reaktionen zu wirken. Eine übermäßige Exposition gegenüber den Elementen ist zwar für Gesundheit und Ernährung erforderlich, kann jedoch zu Zellschäden und Krankheiten führen. Insbesondere können überschüssige Metallionen mit DNA, Proteinen und zellulären Komponenten interagieren, den Zellzyklus verändern, zur Karzinogenese führen oder den Zelltod verursachen.

 

Schwermetalle von Bedeutung für die öffentliche Gesundheit

Wie gefährlich ein Metall ist, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Dosis und der Art der Exposition. Metalle wirken sich unterschiedlich auf Arten aus. Innerhalb einer einzelnen Art spielen Alter, Geschlecht und genetische Veranlagung eine Rolle bei der Toxizität. Bestimmte Schwermetalle sind jedoch von großer Bedeutung, da sie selbst bei geringer Exposition mehrere Organsysteme schädigen können. Diese Metalle umfassen:

  • Arsen
  • Cadmium
  • Chrom
  • Führen
  • Merkur

Diese elementaren Metalle sind nicht nur toxisch, sondern auch bekannte oder wahrscheinliche Karzinogene. Diese Metalle kommen in der Umwelt häufig vor und kommen in Luft, Lebensmitteln und Wasser vor. Sie kommen natürlich in Wasser und Boden vor. Zusätzlich werden sie aus industriellen Prozessen in die Umwelt freigesetzt.

Quelle :

„Schwermetalltoxizität und Umwelt“, PB Tchounwou, CG Yedjou, AJ Patlolla, DJ Sutton, Molecular, Clinical and Environmental Toxicology,  Band 101 der Reihe Experientia Supplementum, S. 133-164.

„Schwermetalle“ ein bedeutungsloser Begriff? (Technischer Bericht der IUPAC)  John H. Duffus,  Pure Appl. Chem., 2002, Bd. 74, Nr. 5, S. 793-807

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